3.2.2共價晶體課件高二化學(xué)人教版選擇性必修23

人教版（2019）化學(xué)選擇性必修二第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)分子晶體與共價晶體第2課時共價晶體1.能辨識常見的共價晶體,并能從微觀角度分析共價晶體中各構(gòu)成微粒之間的作用對共價晶體物理性質(zhì)的影響。2.能利用共價晶體的通性推斷常見的共價晶體,并能利用均攤法對晶胞進(jìn)行分析。鉆石的原身——金剛石天然的金剛石經(jīng)常呈現(xiàn)規(guī)則多面體的外形，這是金剛石微觀原子有序排列的宏觀表現(xiàn)。金剛石為何硬度很大？

共價晶體觀察金剛石晶胞結(jié)構(gòu)，思考下列問題。(1)一個金剛石晶胞中，含有幾個碳原子？(2)金剛石中,每個碳原子與多少個碳原子成鍵？碳原子采取什么雜化方式？

正四面體在金剛石晶體中每個碳原子與4個碳原子成鍵碳原子采取sp3雜化（3）每個碳原子可形成

個六元環(huán),每個C-C鍵可以形成

個六元環(huán)。

６12（4）12g金剛石含有_____個C原子，含有_____個C-C鍵NA2NA最小環(huán)為六元環(huán)一、金剛石1、金剛石的組成正四面體①在晶體中每個C原子以4個共價單鍵與相鄰的4個C原子相結(jié)合，形成正四面體，向空間伸展形成共價鍵三維骨架結(jié)構(gòu)。②晶體中C原子采取了sp3雜化，C-C-C夾角為109°28'。構(gòu)成粒子原子粒子間的作用力共價鍵2、金剛石的結(jié)構(gòu)109o28′，三維骨架鍵長：154pm（很短）高熔點（＞35000C）（破環(huán)共價鍵需要的能量很高）不導(dǎo)電延展性差

高硬度結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)3、物理性質(zhì)鍵能：347.7kJ/mol（很大）一、金剛石二、共價晶體1、定義：所有原子通過共價鍵相互結(jié)合形成的晶體。整塊晶體是一個三維的共價鍵骨架結(jié)構(gòu)，不存在單個的小分子，是一個“巨分子”。2、物理性質(zhì)：在共價晶體中，原子間以較強的共價鍵相結(jié)合，要使物質(zhì)熔化就要克服共價鍵，因此需要很高的能量。③一般不導(dǎo)電，但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體。①高熔點②高硬度④難溶于一般的溶劑。⑤延展性差。

感受﹒理解用Si代替C原子形成的是什么晶體？

如果Si原子間插入O原子呢？180o109o28′SiO共價鍵二氧化硅晶體結(jié)構(gòu)示意圖1、二氧化硅的結(jié)構(gòu)二氧化硅①每個Si原子都采取sp3雜化和4個O原子形成4個共價鍵，形成硅氧四面體。②每個Si原子周圍結(jié)合4個O原子，每個O原子跟2個Si原子相結(jié)合。實際上，SiO2晶體是由Si原子和O原子按1：2的比例所組成的立體網(wǎng)狀晶體。③最小的環(huán)是由6個Si原子和6個O原子組成的12元環(huán)。④1molSiO2中含4molSi—O鍵。石英的左、右型晶體二氧化硅

二氧化硅是自然界含量最高的固態(tài)二元氧化物，熔點1713℃，有多種結(jié)構(gòu)，最常見的是低溫石英(α--SiO2)。低溫石英的結(jié)構(gòu)中有頂角相連的硅氧四面體形成螺旋上升的長鏈，沒有封閉的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)決定了它具有手性，被用做壓電材料，如制作石英手表。2、晶體SiO2的用途制造：水泥、玻璃、人造寶石、單晶硅、硅光電池、芯片、光導(dǎo)纖維。(1)SiO2是二氧化硅晶體的分子式嗎？二氧化硅為共價晶體，晶體中不存在單個分子，SiO2是其化學(xué)式，表示Si與O的最簡個數(shù)比為1：2，不是分子式。(2)“具有共價鍵的晶體一定是共價晶體”這種說法對嗎？為什么？

不對。如HCl、H2O、CO2、CH3CH2OH分子中都有共價鍵，而它們都是分子晶體。所有原子間以共價鍵相結(jié)合形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體才是共價晶體。思考與討論感受﹒理解用Si代替部分C原子形成的是什么晶體？

碳化硅又稱金鋼砂或耐火砂，英文名SiliconCarbide，化學(xué)式SiC。純碳化硅是無色透明的晶體。3、常見的典型共價晶體(3)碳化硅(SiC)(1)碳、硅原子都采取sp3雜化,C—Si鍵角為109°28′。CSi109o28′(2)每個硅(碳)原子與周圍緊鄰的4個碳(硅)原子以共價鍵結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu),向空間伸展形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。(3)最小環(huán)由6個原子組成且不在同一平面內(nèi),其中包括3個C原子和3個Si原子。(4)每個SiC晶胞中含有4個C原子和4個Si原子。典型共價晶體類型物質(zhì)種類實例某些非金屬單質(zhì)某些非金屬化合物某些氧化物晶體硼、晶體硅、晶體鍺、金剛石等碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)等二氧化硅(SiO2)、剛玉(ɑ-Al2O3)等共價晶體金剛石氮化硼碳化硅石英硅鍺熔點/℃＞350030002700171014101211硬度*109.59.576.56.0某些共價晶體的熔點和硬度觀察比較下表中共價晶體熔點和硬度數(shù)據(jù)，它們有什么特點？熔點很高；硬度很大為什么共價晶體熔點很高？熔化破壞共價鍵，需要很高的能量。結(jié)構(gòu)相似的共價晶體，原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點越高。共價晶體的物理性質(zhì)①熔點很高；②硬度很大；③一般不導(dǎo)電(晶體硅半導(dǎo)體)；④難溶于一般溶劑(2)熔點和硬度的比較規(guī)律(1)一般規(guī)律結(jié)構(gòu)相似的共價晶體,原子半徑越小,鍵長越

,鍵能越

,晶體的熔點越高,硬度越大。短大晶體類型共價晶體分子晶體概念組成微粒作用力熔沸點硬度溶解性導(dǎo)電性相鄰原子間以共價鍵相結(jié)合而形成三維骨架結(jié)構(gòu)分子間以分子間作用力結(jié)合原子分子共價鍵分子間作用力很大較小很大較小不溶于任何溶劑部分溶于水不導(dǎo)電，個別為半導(dǎo)體固體和熔化狀態(tài)都不導(dǎo)電，部分溶于水導(dǎo)電分子晶體與共價晶體的比較稀有氣體均由原子構(gòu)成，為分子晶體

分子晶體和共價晶體的判斷方法方法一：根據(jù)物質(zhì)類別方法二：根據(jù)晶體的物理性質(zhì)◆依據(jù)晶體的熔點判斷。

共價晶體的熔點高,常在1000℃以上;而分子晶體熔點低,常在數(shù)百攝氏度以下甚至更低?！粢罁?jù)物質(zhì)的狀態(tài)判斷一般常溫常壓，呈氣態(tài)或液態(tài)的單質(zhì)與化合物，在固態(tài)時屬于分子晶體◆依據(jù)晶體的硬度與機械性能判斷。

共價晶體硬度大,分子晶體硬度小且較脆?！粢罁?jù)導(dǎo)電性判斷。

分子晶體為非導(dǎo)體,但部分溶于水后能導(dǎo)電;原子晶體多數(shù)為非導(dǎo)體,但晶體硅、鍺是半導(dǎo)體。方法三：依據(jù)構(gòu)成晶體的微粒和微粒間的作用力判斷。

構(gòu)成共價晶體的微粒是原子,微粒間的作用力是共價鍵;構(gòu)成分子晶體的微粒是分子或原子(稀有氣體),微粒間的作用力是分子間作用力。(5)常見共價晶體及物質(zhì)類別③極少數(shù)金屬氧化物，如剛玉(Al2O3)，七氧化二錳(Mn2O7)、三氧化二鉻(Cr2O3)等。①某些單質(zhì)：以碳為中心，同主族向下：硅（Si）鍺（Ge）和灰錫（Sn）金剛石等；同周期向左、向右：硼（B）高聚氮Si3N4材料的導(dǎo)彈天線罩制品②某些非金屬化合物：如：碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等Al2O3有兩種結(jié)構(gòu)，其中一種結(jié)構(gòu)屬于共價晶體，俗稱剛玉。晶體熔、沸點和硬度的比較方法◆先判斷晶體類型

對于不同類型的晶體，一般來說，共價晶體的熔、沸點、硬度都大于分子晶體◆對于同一類型的晶體①共價晶體的熔點高低、硬度大小取決于共價鍵的強弱。原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越強，熔點越高。②分子晶體的熔、沸點高低取決于分子間作用力，分子間作用力與相對分子質(zhì)量有關(guān)，同時還要考慮分子極性及是否存在氫鍵。分子晶體、共價晶體的熔、沸點比較(1)不同類型的晶體：共價晶體>分子晶體。(2)同一類型的晶體分子晶體①分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點越高；非金屬氫化物分子間含有氫鍵的分子晶體，熔、沸點比同族元素的氫化物反常得高。如H2O>H2Te>H2Se>H2S。②組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高。如SnH4>GeH4>SiH4>CH4。③組成和結(jié)構(gòu)不相似的物質(zhì)（相對分子質(zhì)量接近），分子的極性越大，其熔、沸點越高。如CO>N2，CH3OH>CH3CH3。④同分異構(gòu)體的支鏈越多，熔、沸點越低。如⑤烴、鹵代烴、醇、醛、羧酸等有機物一般隨分子里碳原子的增加，熔、沸點升高。如C2H6>CH4，C2H5Cl>CH3Cl，CH3COOH>HCOOH。共價晶體①晶體的熔、沸點高低取決于共價鍵的鍵長和鍵能。鍵長越短，鍵能越大，共價鍵越穩(wěn)定，物質(zhì)的熔、沸點越高。②若沒有告知鍵長或鍵能數(shù)據(jù)時，可比較原子半徑的大小。一般原子半徑越小，鍵長越短，鍵能越大，晶體的熔點就越高。如比較金剛石、碳化硅、晶體硅的熔點高低：原子半徑：C<Si，則鍵長：C-C<C-Si<Si-Si，故鍵能：C-C<C-Si<Si-Si，熔點：金剛石>碳化硅>晶體硅。1.有下列幾種晶體:A.水晶;B.冰醋酸;C.白磷;D.金剛石;E.晶體氬;F.干冰。(1)屬于分子晶體的是

,直接由原子構(gòu)成的分子晶體是

。

(2)屬于共價晶體的化合物是

。

(3)直接由原子構(gòu)成的晶體是

。

(4)受熱熔化時,需克服共價鍵的是

。

BCEFEAADEAD(1).分子晶體中一定存在共價鍵。(

)(2).干冰升華的過程中破壞了共價鍵。(

)(3).二氧化硅和干冰雖然是同一主族元素形成的氧化物,但屬于不同的晶體類型。(

)(4).分子晶體的熔、沸點比較低,共價晶體的熔、沸點比較高。(

)(5).含有共價鍵的晶體都是共價晶體。(

)(6).SiO2是二氧化硅的分子式。(

)2、判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)√

√

××××3.下列有關(guān)晶體的說法正確的是(

)A.分子晶體中均存在共價鍵B.共價晶體中共價鍵越弱,熔點越低C.晶體在受熱熔化過程中一定存在化學(xué)鍵的斷裂D.共價晶體的原子間只存在共價鍵,而分子晶體內(nèi)只存在范德華力B4、氮化硅(Si3N4)是一種新型的耐高溫耐磨材料，在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用，它屬于()A.共價晶體B.分子晶體C.金屬晶體D.離子晶體A5.下列關(guān)于SiO2晶體空間結(jié)構(gòu)的敘述正確的是（）A.最小的環(huán)上，有3個硅原子和3個氧原子B.最小的環(huán)上，硅原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為1∶2C.最小的環(huán)上，有6個硅原子和6個氧原子D.存在四面體結(jié)構(gòu)單元，O原子處于中心，Si原子處于4個頂角C6.碳化硅(SiC)是一種晶體，具有類似于金剛石的結(jié)構(gòu)，其中C原子和Si原子的位置是交替排列的。有下列三種晶體：①金剛石②晶體硅③碳化硅，它們的熔點從高到低的順序是（）A.①③② B.②③①C.③①② D.②①③A②SiCl4和SiF4：_________________________________________________________________________________________________________________________________________。①SiO2和SiCl4：_____________________________________________________________________________________________________________